Jak čas a teplota ovlivňují stabilitu permanentních magnetů

Schopnost permanentního magnetu podporovat vnější magnetické pole je způsobena krystalickou anizotropií v magnetickém materiálu, která „uzamyká“ malé magnetické domény na místě.Jakmile je ustavena počáteční magnetizace, zůstávají tyto polohy stejné, dokud není aplikována síla přesahující uzamčenou magnetickou doménu a energie potřebná k interferenci s magnetickým polem vytvářeným permanentním magnetem se pro každý materiál liší.Permanentní magnety mohou generovat extrémně vysokou koercitivitu (Hcj) a udržovat zarovnání domén v přítomnosti vysokých vnějších magnetických polí.

Stabilitu lze popsat jako opakující se magnetické vlastnosti materiálu za určitých podmínek po dobu životnosti magnetu.Mezi faktory, které ovlivňují stabilitu magnetu, patří čas, teplota, změny reluktance, nepříznivá magnetická pole, záření, otřesy, napětí a vibrace.

Čas má malý vliv na moderní permanentní magnety, které studie prokázaly změnu ihned po magnetizaci.K těmto změnám, známým jako „magnetické tečení“, dochází, když jsou méně stabilní magnetické domény ovlivněny výkyvy tepelné nebo magnetické energie, a to i v tepelně stabilním prostředí.Tato odchylka se zmenšuje s tím, jak se snižuje počet nestabilních oblastí.

Magnety vzácných zemin tento efekt pravděpodobně nezaznamenají kvůli jejich extrémně vysoké koercitivitě.Srovnávací studie delšího času oproti magnetickému toku ukazuje, že nově zmagnetizované permanentní magnety ztrácejí v průběhu času malé množství magnetického toku.Po dobu více než 100 000 hodin je ztráta materiálu kobaltu samarium v ​​podstatě nulová, zatímco ztráta materiálu Alnico s nízkou propustností je menší než 3 %.

Teplotní vlivy spadají do tří kategorií: vratné ztráty, nevratné, ale nahraditelné ztráty a nevratné a nenahraditelné ztráty.

Reverzibilní ztráty: Jedná se o ztráty, které se obnoví, když se magnet vrátí na původní teplotu, stabilizace permanentním magnetem nemůže odstranit vratné ztráty.Reverzibilní ztráty jsou popsány pomocí reverzibilního teplotního koeficientu (Tc), jak je uvedeno v tabulce níže.Tc je vyjádřeno jako procento na stupeň Celsia, tato čísla se liší podle specifické třídy každého materiálu, ale jsou reprezentativní pro třídu materiálů jako celek.Je to proto, že teplotní koeficienty Br a Hcj jsou výrazně odlišné, takže demagnetizační křivka bude mít „inflexní bod“ při vysoké teplotě.

Nevratné, ale návratné ztráty: Tyto ztráty jsou definovány jako částečná demagnetizace magnetu v důsledku vystavení vysokým nebo nízkým teplotám, tyto ztráty lze obnovit pouze remagnetizací, magnetismus se nemůže obnovit, když se teplota vrátí na původní hodnotu.K těmto ztrátám dochází, když je pracovní bod magnetu pod inflexním bodem demagnetizační křivky.Efektivní konstrukce permanentního magnetu by měla mít magnetický obvod, ve kterém magnet pracuje s permeabilitou vyšší, než je inflexní bod demagnetizační křivky při očekávané vysoké teplotě, což zabrání změnám výkonu při vysoké teplotě.

Nevratná nevratná ztráta: Magnety vystavené extrémně vysokým teplotám podléhají metalurgickým změnám, které nelze obnovit remagnetizací.Následující tabulka ukazuje kritickou teplotu pro různé materiály, kde: Tcurie je Curieova teplota, při které je základní magnetický moment randomizován a materiál je demagnetizován;Tmax je maximální praktická provozní teplota primárního materiálu v obecné kategorii.

Magnety jsou teplotně stabilní částečnou demagnetizací magnetů tím, že jsou kontrolovaným způsobem vystaveny vysokým teplotám.Mírné snížení hustoty toku zlepšuje stabilitu magnetu, protože méně orientované domény ztrácejí svou orientaci jako první.Takové stabilní magnety budou vykazovat konstantní magnetický tok, když jsou vystaveny stejným nebo nižším teplotám.Navíc stabilní dávka magnetů bude vykazovat nižší variaci toku ve srovnání s ostatními, protože vrchol zvonové křivky s normálními variačními charakteristikami bude blíže k hodnotě toku dávky.


Čas odeslání: Červenec-07-2022